DE3204381A1

DE3204381A1 - Heizkoerper, insbesondere fuer eine heiz- oder klimaanlage eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3204381A1
Application number: DE19823204381
Authority: DE
Inventors: Peter 7000 Stuttgart Bernlöhr; Prasanta Dipl.-Ing. 7257 Ditzingen Halder; Josef 7016 Gerlingen Paitz; Heinrich Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Waldmann
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1982-09-09
Also published as: DE3204381C2

Description

Heizkörper, insbesondere für eine Heiz- oder Klimaanlage eines
Kraftfahrzeuges Die Erfindung betrifft einen Heizkörper, insbesondere für eine Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit wenigstens einem Wassereintrittsanschluß und wenigstens einem Wasseraustrittsanschluß und mit wenigstens einem Bündel paralleler Rohre, die an ihren beiden Enden mit jeweils einem gemeinsamen Rohrboden zusammengehalten sind, der dichtend mit einem die Enden der Rohre überdeckenden Wasserkasten verbunden Ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eine Baueinheit bildenden Heizkörper zu schaffen, der in räumlich unterschiedlichen Bereichen mit als Heizmedium dienendem Wasser durchströmbar ist, so daß diese unterschiedlichen Bereiche unabhängig voneinander zum Beheizen von unterschiedlichen Räumen, beispielsweise den beiden Seiten eines Fahrzeuyes, auf unterschiedliche Temperaturen ausnutzbar sind.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zwei einander gegenüberliegend angeordnete Bündel von Rohren vorgesehen sind, deren einander alZgewandte Enden mit Umlenkwasserkästen überdeckt sind und deren einander zugekehrte Enden in einem gemeinsamen, mittleren Wasserkasten münden, der eine den Wassereintrittsanschluß enthaltende, zu beiden Bündeln von Rohren offene Kammer aufweist, die durch eine in Richtung der Rohre verlaufende Querwand von dem übrigen Innenraum des Wasserkastens abgetrennt ist, der durch eine quer zur Richtung der Rohre verlaufende Trennwand in zwei jeweils einem der Rohrbündel zugeordnete Kammern unterteilt ist, die mit jeweils einem Wasseraustrittsanschluß versehen sind.
Der so geschaffene Heizkörper dient als ein Querstrom-Doppelheizkörper, essen beide Rohrbündel durch den mittleren Wasserkaisecn voneinander getrennt sind. Die beiden Rohrbündel können unabhängig voneinander von Wasser durchströmt werden, indem an die Wasseraustrittsanschlüsse unabhängig bedienbare Regelventile angeschlossen werden. Die Rohrbündel sind somit trotz eines gemeinsamen Wassereintritts anschlusses unterschiedlich von dem Heizmedium durchströmbar, das bei Kraftfahrzeugen in der Regel Wasser ist, so daß sie die mit ihnen verbindbaren Räume, beispielsweise jeweils eine Fahrzeugseite eines Kraftfahrzeuges, auf unterschiedliche Temperaturen aufheizen können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Wasseraustrittsanschlüsse nebeneinanderliegend angeordnet und mit einem gemeinsamen, Anschlüsse für zwei Leitungen aufwej.enden Anschlußstutzen versehen sind. Es ist auch möglich, einen anderen Anschlußstutzen vorzusehen, der in sich die beiden Wasseraustrittsanschlüsse zusammenführt und mit nur einem Anschluß für eine Leitung versehen ist. Durch die Verwendung eines derartigen Anschlußstutzens ist es dann möglich, den gleichen Heizkörper auch dann zu verwenden; wenn keine getrennte Regelung für unterschiedliche Räume vorgesehen ist, beispielsweise bei einer Klimaanlagenautomatik.
Um in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zu erreichen, daß mit dem gleichen Werkzeug eine wasserdichte Verbindung zwischen den beiden Rohrbündeln und dem mittleren Wasserkasten hergestellt werden kann, wird in einem Verfahren vorgesehen, daß das Verbinden des mittleren Wasserkastens mit den Rohrbündeln jeweils getrennt für eine Seite in zwei gleichen Arbeitsabläufen durc-:hir WI cl, bei welchen der mittlere Wasserkasten zunächst mit dem jeweils zugehörigen Rohrbündel unter Einlegen des Dichtungsprofils vormontiert wird und in eine den Rohrboden nur in dem Randbereich unterstützende Aufnahme eines Werkzeuges eingelegt wird, wonach der mittlere Wasserkasten durch ein in seiner Symmetrieebene angreifendes Druckwerkzeug belastet wird, wonach die Umbördelung erfolgt. Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß das wasserdichte Verbinden der Rohrbündel mit dem mittleren Wasserkasten durch das gleiche Werkzeug für'beide Seiten ausgeführt werden kann, da das Druckwerkzeug in der Symmetrieebene des Wasserkastens angreift, so daß dieser durch einfaches Umdrehen um 180° mit dem gleichen Werkzeug mit den beiden Verbindungen versehen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen. In der Zeichnung ist die. Erfindung mit Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Frontansicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten Heizkörper mit zwei einander gegenüberliegenden Bündeln von Rohren, die durch einen mittleren Wasserkasten zusammengefaßt sind, über welchen der Wasserzulauf und der Wasserablauf gesteuert wird, Fig. .2 eine Draufsicht auf den Heizkörper nach Fig. 1,.
Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Teildraufsicht entsprechend Fig. 2 auf einem praktische Ausführungsform im Bereich des mittleren Wasserkastens in größerem Maßstab', Fig 4 eine teilweise aufgebrochene Ansicht des Heizkörpers entsprechend Fig. 3 während des Herstellens der Verbindung zwischen einem die Bündel von Rohren einfassenden Rohrboden und dem mittleren Wasserkasten und Fig. 5 teilweise aufgebrochene Teilansichten weiterer Ausfüha u. b rungsformen.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Heizkörper besteht aus zwei Bündeln 1 und. 2 paralleler Rohre, die derart einander gegenüberlJcgend angeordnet sind, daß die Rohre der beiden Bündel 1 und.
2 etwa koaxial einander gegenUberliegend angeordnet sind. Die Rohre 3 (Fig. 3) jedes Bündels 1 und 2, die in zwei (oder auch' mehreren) parallelen Reihen angeordnet sind, sind an ihren Enden mit Rohrböden 20 zusammengefaßt, welche aus einem Blech eines nicht korrodierenden Werkstoffes, beispielsweise Leichtmetall, hergestellt sindi Die Rohrböden 20 weisen Durchzüge 21 auf, in die die Enden der Rohre 3 eingesteckt und in nicht näher dargestellter Weise dichtend gehalten sind, beispielsweise durch Aufweiten der Rohrenden. Innerhalb der Rohre 3 sind gewendelte Strömungsleitelemente 22 angeordnet. Außen sind die Rohre 3 mit einem Blechpaket 23 versehen, das aus einzelnen, gegebenenfalls profilierten Blechlamellen besteht, die zwischen sich Abstände belassen, durch die die aufzuhelzende Luft hindurchströmen kann. Die Rohrböden 20 sind derart profiliert, daß sie eine umlaufende, U-förmige Nut 24 bilden, in die ein umlaufendes, elastisches Dichtungsprofil 25 eingelegt ist. Auf diesem Dichtungsprofil 25 stehen umlaufende, wulstartig verdickte Ränder 26 a von Wasserkästen 4, 5 und 6 auf, die durch abschnittsweises Umbördeln der Ränder der ;Rohrböden 20 zu einer sogenannten Wellenbördelung (DE-AS 285 2415) mit den Rohrböden 20 dichtend verbunden sind. Die aus Kunststoff hergestellten Wasserkä--sten 4 und 5 bilden offene Kammern, so daß sie als Umlenkwasserkästen dienen. Der mittlere Wasserkasten 6, der ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist, ist mit den Rohrböden 20 verbunden, die die einander zugekehrten Enden der Rohre 3 der Bündel 1 und 2 aufnehmen. Der mittlere Wasserkasten 6 dient somit als Verbindungs- oder Tragelement für die beiden Bündel und 2.
Der in Fig. 1 untere Teil des Innenraumes des Wasserkastens 6 ist mit einem Wassereintrittsanschiuß 7 versehen. Dieser untere Teil bildet eine zu beiden Biindeln 1 und' 2 der Rohre 3 offene Kammer, die gegenüber dem übrigen T(i1 d(C; Llillt raums des Wasserkastens 6 durch eine Querwand 9 abgetrennt ist. Die Querwand 9 liegt mit ihren beiden den Rohrböden 20 zugekehrten Enden unter Zwischenfügen eines elastischen Dichtungsprofils dichtend an den Rohrböden 20 an. Der in Fig. 1 obere Bereich des mittleren Wasserkastens 6 ist durch eine quer zu den Rohren 3 verlaufende Trennwand 10 in zwei Kammern 11 und 12 unterteilt,'die jeweils einem der Bündel 1 und 2 der Rohre 3 zugeordnet sind. Jede dieser Kammern ist in dem Bereich des in der Zeichnung oberen Endes mit einem Wasseraustrittsanschluß 13 und 14'versehen.
Das über den Wassereintrittsanschluß 7 dem mittleren Wasserkasten 6 zugeführte Heizmedium, insbesondere das Kühlwasser eines Kraftfahrzeuges, strömt in die Kammer 8 ein und zu beiden Bündeln 1 und 2 des Teils der Rohre 3, die in die Kammer 8 münden, entsprechend der Pfeile 26 und 27.
Durch diesen Teil der'Rohre 3 strömt das Heizmedium zu den Umlenkwasserkästen 4 und 5, in welchen es entsprechend der Pfeile 28 und 29 umgelenkt und zu dem Teil der Rohre 3 geführt wird, die mit den Kammern 11 und 12 des mittleren Wasserkastens verbunden sind. Das Heizmedium strömt entsprechend der Pfeile 30 und 31 von den Umlenkwasserkästen durch die Rohre 3 zurück zu den Kammern 11 und, 12 des mittleren Wasserkastens, aus welchem es durch die Wasseraustrittsanschlüsse 13 und 14 abströmen kann. Die Wasseraustrittsanschlüsse 13 und 14 sind in nicht näher dargestellter Weise mit Leitungen versehen, in welchen unabhängig betätigbare Ventile, beispielsweise Taktventile, angeordnet sind. Durch entsprechendes Einstellen dieser Ventile kann die durch die Bündel 1 und 2 strömende Menge des Heizmediums gesteuert werden, so daß die Wirkung oder Heizleistung der beiden von den Bündeln 1 und 2 gebildeten Teile des Heizkörpers unterschiedlich wirksam werden können. Durch eine geeignete Führung der durch die Rohrbündel 1 und 2 strömenden, aufzuheizenden Luft ist es Somit möglich, bei einem Kraftfahrzeug die beiden Fahrzeugseiten unterschiedlich aufzuheizen. Der Gesamtbeizkörper bildet dennoch eine kompakte Baue inheit, die innerhalb eines Kraftfahrzeuges nur einen geringen Raumbedarf benötigt. Bei einer unterschiedlichen Aufheizung wirkt dabei auch der mittlere Wasserkasten 6 als ein thermisches Trennelement.
Die Wasseraustrittsanschlüsse 13 und 14 sind auf der gleichen Seite des mittleren Wasserkastens 6 wie der Wasser zutrittsanschluß 7 in dem-oberen Bereich nebeneinanderliegend angeordnet. Die notwendigen Leitungen 32 und 33 werden über einen gemeinsamen Anschlußstutzen 19 angeschlossen, der entsprechende, von den Wasseraustrittsanschltissen 13 und 14 zu den Leitungen ,32 und 33 führende Kanäle aufweist. Wenn ein Anschlußstutzen eingesetzt wird, der mit zusammenlaufenden und die Wasseraustrittsanschlüsse 13 und 14 verbindenden Kanälen versehen ist,kann der gleiche Heizkörper alleine durch die Veränderung des Anschlußstutzens auch eingesetzt werden, wenn eine unabhängige Regelung der beiden Seiten nicht vorgesehen ist, beispielsweise bei einer automatisch gesteuerten Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, bei welcher die Regelung durch einen nur bei einer bestimmten Temperatur ansprechenden Temperaturfühler erfolgt, so daß eine getrennte Rechts-Links-Regelung nicht möglich ist.
Die Wasseraustrittsanschlüsse 13 und 14 best@h@n @b@nso wie der Wassereintrittsanschluß 7 aus abgestuften, kreisförmigen öffnungen, die einen Absatz bilden, in die ein Dichtung profil, insbesondere ein 0-Ring 34, eingelegt wird. Auf diesen 0-Ring stützt sich ein entsprechend gestalteter Ringbund des anzuchließenden Teils, in Fig. 3 des Anschlußstutzens 19, ab. Der Wasserkasten ist mit einteilig angeformten Aufnahmen 36 versehen, die schlitzartig nach außen offen sind, so daß in diese Ausnehmungen eine Schraube 37 mit ihrem Kopf derart eingeführt werden kann, daß sie auch gleichzeitig gegen Verdrehen gesichert ist. Ein Verspannen des Austri'ttssutzens 19 erfolgt dann mittels auf die Schrauben 37 aufgeschraubter Muttern 38. Derartige Ausnehmungen sind auch für den Wasser-eintrit-tsanschluB 7 vorgesehen. Der-Anschlußstutzen 19, der als Winkelstutzen 'ausgebildet ist, ist mit zwei Kanälen 39 und 40 versehen, die zu zwei Auslaßleitungen 17 und 18 führen, die unter Zwischenlegen von 0-Rìngen 41 in abgestufte kreisförmige Aussparungen des Anschlußstutzensl9 eingesteckt und durch Schrauben 42 verschraubt sind. Der Anschiußstutzen 19 ist in ähnlicher Weise wie der Wasserkasten 6 mit schlitzartigen Aufnahmen fUr Muttern 43 versehen, die verdrehsicher in diese Aufnahmen eingesteckt werden.
Die Verbindung des mittleren Wasserkastens 6 mit den Rohrböden 20 der beiden einander gegenüberliegenden Bündel 1 und 2 von Rohren 3 erfolgt mittels des gleichen Werkzeuges, wozu die Seitenwände des mittleren Wasserkastens 6 jeweils mit einem in gleichem Abstand zu den Rändern 26 a, den sogenannten Wasserkastenfüßen, angeordneten Steg 44 versehen sind. Dieser Steg 44 (Fig. 1) erstreckt sich wenigstens über einen Teil der Höhe des mittleren Wasserkastens, und zwar wenigstens in dem Bereich, der für das Anbringen der Anseh uBe emente an den Wassereintrittsanscbluß 7 und die Wasseraustrittsanschlüsse 13 und 14 nicht benötigt wird.
Der Heizkörper wird, zunächst so vormontiert, wie in Fig. 4 dargestellt ist, bevor die Rohrböden durch Umbördeln geschlossen werden. In diesem vormontierten Zustand wird der Heizkörper mit einem der Rohrbündel 1 oder 2 in eine Aussparung 46 einer Auflage 45 derart eingelegt, daß.der dem betreffenden Wasserkastenfuß 26 a gegenüberliegende Bereich des Rohrboden 20 unterstützt wird. Durch einen aus wenigstens zwei Backen gebildeten Druckstempel 47, der an die in der Symmetrieebene 50 des mittleren Wasserkastens 6 angebrachten Stege 44 angreift, wird der Wasserkasten gegen das elastische .Dichtungsprofil 25 angepreßt. Zweckmäßigerweise wird für den Druckstempel 47 eine Wegbegrenzung vorgesehen. Danach wird dem Rohrboden 20 ein ebenfalls aus wenigstens zwei Backen'gebildeter Schließstempel 48 zugestellt, der den Rand des Rohrbodens 20 um den Wasserkastenfuß 26 a umbördelt, wobei eine sogenannte Wellenbprdelung erzielt wird, wie sie durch die DE-AS 285 2415 bekannt ist.
Nach Lösen des Schließstempels 48 und des Druckstempels 47 wird der Heizkörper aus der Auflage 45 herausgehoben und mit'dem anderen Rohrbündel in die Aussparung 46 der Auflage 45 eingesetzt, wonach auf der anderen Seite der gleiche Schließvorgang mit dem gleichen Druckstempel 47 und dem gleichen Schließstempel 48 wiederholt wird. Durch das Anbringen der Stege 44, deren Abstützflächen für den Druckstempel 47 jeweils den gleichen Abstand zu der Symmetrieebene 50 und damit auch zu dem Wasserkastenfuß 26 a aufweisen, wird es somit möglich, mit dem gleichen Werkzeug die wasserdichte Verbindung zwischen den Rohrböden 20 der beiden Rohrbündel 1 und 2 und dem mittleren Wasserkasten 6 herzustellen.
Bei dem Ausfthrungsbeispiel nach Fig. 5 a und b sind ebenfalls zwei als biegesteife'Rippen ausgebildete Stege 51 und 52 in gleichem Abstand zur Symmetrieebene 50 an dem mittleren Wasserkasten 6 angeformt, die parallel zu dem Wasserkastenfuß verlaufen, um den der Rand der Rohrböden 20 herumgebördelt wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Heizkörper entsprechend Fig. 4 vormontiert, bevor das Schließen durch Umbördeln durchgefahrt wird. Im dem vormontierten Zustand werden die Heizkörper in die Aussparung der nicht dargestellten Auflage 45 eingelegt, so daß der dem Wasserkastenfuß gegenüberliegende Bereich des Rohrbodens 20 unterstützt ist. Danach werden die aus wenigstens zwei, vorzugsweise ebenfalls schwenkbaren Bakken bestehenden Druckstempel 47 zugestellt, durch die das nicht sichtbare Dichtungsprofil 24..um einen vorgegebenen Weg über den Wasserkasten 6 zusammengedrückt wird, bevor das Umbördeln mit den nicht dargestellten Druckstempeln 48 durchgeführt wird. Da die Stege 51 und 52 in gleichem Abstand zur Symmetrieebene 50 des Wasserkastens 6 angeordnet sind, kann für den Schließvorgang beider Seiten der gleiche Druckstempel 47 eingesetzt werden, der sich an jeweils einem der Stege 51 oder 52 (Fig. 5 a) oder auch an beiden gleichzeitig abstützen kann (ig..5 5 b).
Anstelle von nach außen abragenden Stegen 44 oder 51 oder 52 können auch in den Seitenwänden des Wasserkastens 6 liegende Stege dadurch geschaffen werden, daß die Seitenwände mit nutartigen Aussparungen versehen werden. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß die Kräfte der Druckstempel 47 direkt in die Seitenwände eingeleitet werden, d. h., ohne das Ausüben von Biegemomenten auf die Seitenwände.

Claims

Ansprüche 0 Heizkörper, insbesondere für eine Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit wenigstens einem Wassereintrittsanschluß und wenigstens einem Wasseraustrittsanschluß und mit wenigstens einem Bündel paralleler Rohre, die an ihren beiden Enden mit jeweils einem gemeinsamen Rohrboden zusammengehalten sind, der dichtend mit einem die Enden der Rohre dherdeckenden Wasserkasten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüber-.liegend angeordnete Bündel (1, 2) von Rohren (3) vorgesehen sind, deren einander abgewandte Enden mit Umlenkwasserkästen (4, 5) überdeckt sind und deren einander zugekehrte Enden in einem gemeinsamen, mittleren Wasserkasten (6) münden, der eine den Wassereintrittsanschluß (7) enthaltende, zu beiden Bündeln (1, 2) von Rohren (3) offene Kammer (8) aufweist, die durch eine in Richtung der Rohre (3) verlaufende Querwand (9) von dem übrigen Innenrals des Wasserkastens (6) abgetrennt ist, der durch eine quer zur Richtung der Rohre (3) verlaufende Trennwand (10) in zwei jeweils einem der Rohrbündel (1, 2) zugeordnete Kammer (11, 12) unterteilt ist, die mit jeweils einem Wasseraustrittsanschluß (13, 14) versehen sind.
2. Ilczkr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Wasserkasten (6) und die Querwand (9) und die Trennwand (10) als ein einteiliger Kunststoffbauteil hergestellt sind.
3. Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wasseraustrittsanschlüsse (13, 14) nebeneinander liegend angeordnet und mit einem gemeinsamen, Anschlüsse (15, 16) für die zwei Leitungen (17, 18) aufweisenden Anschlußstutzen (19) versehen'sind.
4. Heizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (19) ein einteiliger Kunststoffbauteil ist.
5. Heizkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (19) als Winkelstutzen ausgebildet ist.
6. Heizkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenwänden des mittleren Wasserkastens (6) Stege (44) angebracht sind, die sich wenigstens über einen Teil der Höhe der Seitenwände erstrecken und parallel zu den Rändern (26a) des Wasserkastens (6) verlaufen, die zum Verbinden mit Rohrböden (20) der beiden Bündel (1 und 2) von Rohren (3) bestimmt sind.
7. Heizkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (44) mittig zwischen'den einander gegenüberliegenden Rändern (26a) des mittleren Wasserkastens (6) angeordnet sind.
8. Heizkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Stege an dem mittleren Wasserkasten (6) angebracht sind, die in gleichen Abständen zu der Symmetrieebene des Wasserkastens angeordnet sind.
9. Verfahren zum wasserdichten Verbinden der Kammern des mittleren Wasserkastens mit den an diese anzuschlieBenden Rohrbündeln eines Heizkörpers nach Anspruch 6 oder 7 oder 8, bei welchen die verdicktenRänder des mittleren Wasserkastens unter Zwischenfügen von elastischen Dichtungsprofilen in U-förmige-Aufnahmen bildende Ränder der die Rohrbündel aufnehmenden Rohrböden eingesetzt werden, deren Ränder anschließend um die Ränder des mittleren Wasserkastens herumgebördelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden des mittleren Wasserkastens mit den Rohrbündeln jeweils getrennt für eine Seite in zwei gleichen Arbeitsabläufen durchgeführt wird, bei welchen der mittlere Wasserkasten zunächst mit dem jeweils zugehörigen Rohrbündel-unter Einlegen des Dichtungsprofils vormontiert wird und in eine den Rohrboden nur in dem Randbereich unterstützende Aufnahme eines Werkzeuges eingelegt wird, wonach der mittlere Wassuerkasten durch ein in seiner Symmetrieebene angreifendes Druckwerkzeug belastet wird, wonach die Umbördelung erfolgt.